[发明专利]一种石煤与低品位软锰矿共同利用回收钒锰的方法

说明书

技术领域：

本发明属于矿物冶金领域，提供一种石煤与低品位软锰矿共同利用回收钒锰的方法。

背景技术：

钒锰是重要的战略资源，在黑色有色合金生产、半导体材料、氧化还原液流电池及催化剂等诸多方面起着重要的作用。在我国除钒钛磁铁矿外，石煤是最重要的含钒资源，其V₂O₅的储量占全国V₂O₅总储量的85%以上。在石煤提钒过程中，其碳组分的存在会导致矿物表面疏水，使酸碱浸出剂不能有效地与矿物表面接触并发生反应，从而不利于石煤中钒的提取。通常在钒提取前，需要对石煤进行氧化焙烧预处理。现在已有一些关于石煤脱碳及其中钒提取的研究。

田学达的专利（CN201010105781.2）公开了一种高碳高硫含钒石煤的综合利用工艺，通过用工业硫化钠活化石煤矿中黄铁矿，得到高品位和较高回收率的硫精矿，继而用工业氢氟酸协同硫酸浸出含钒石煤矿中的钒，最后用螺旋溜槽进行碳的分选。该工艺在钒提取后才对碳进行分选，钒浸出时间长且效率低，同时在钒浸出的过程中使用氢氟酸会对环境造成严重的污染，工业的可行性及适用性有待进一步提高。

刘金长的专利（CN201110200829.2）公开了一种高碳石煤钒矿的脱碳方法，主要是先将石煤钒矿进行破碎并湿式磨矿，经分级后加煤油及起泡剂进行浮选脱碳。该方法工艺流程较长且浮选脱碳的效果不太明显。

宁顺明的专利（CN201110389660.X）公开了高碳含钒石煤矿中提取五氧化二钒的焙烧预处理工艺及提取五氧化二钒的方法，主要是将经破碎压块烘干后的高碳石煤投入隧道窑中进行焙烧脱碳预处理，然后将焙烧产物进行浸出、氧化、除杂、富集、铵盐沉钒及煅烧后，得到五氧化二钒产品。该方法氧化焙烧预处理时间长且未对氧化焙烧副产物进行利用，产生的CO及SO₂气体会污染环境并恶化工艺操作条件，同时钒浸出率较低。

随着近年来对锰资源需求的不断增长以及富矿资源的日益匮乏，大量低品位氧化锰矿资源中锰的开发利用亟待解决，尤其是低品位软锰矿的开发利用研究。软锰矿中锰以二氧化锰的形式存在，而二氧化锰在酸性或碱性的氧化条件下能稳定存在，因此软锰矿中锰的提取需要首先将其中的二氧化锰还原为一氧化锰，然后在酸性条件下才能实现。

陶长元的专利（CN201110191394.X）公开了一种用低品位软锰矿浸出硫

酸锰的方法，主要是将低品位软锰矿与硫铁矿两矿粉碎并置于浸取槽中，加入硫酸混合以制备矿浆液，并对矿浆液进行电催化强化，以加速还原反应。该方法由于加入硫铁矿反应体系复杂，浸出液含铁较高并加重后续溶液净化除杂的操作负担，同时电催化强化手段的运用会使工艺流程复杂化并提高生产运行的成本。

潘向雷的专利（CN201010245039.1）公开了一种利用钛白粉生产的废副产品和低品位软锰矿生产硫酸锰的方法，主要利用钛白粉生产的废水、废酸及钛白粉生产的副产品七水硫酸亚铁与低品位软锰矿反应，以达到浸出提取锰的目的。该方法浸出时间较长，浸出效率较低，同时浸出溶液除杂过程较为复杂且锰回收率较低。

发明内容：

本发明提供了一种将石煤与低品位软锰矿共同利用并高效分离回收钒锰资源的技术工艺，对石煤与软锰矿集中分布的湖南、广西及云南等地，具有较强的参考价值与实用意义。

一种石煤与低品位软锰矿共同利用回收钒锰的方法，包括如下步骤：

（1）取粒度为-0.178mm+0.045mm含V₂O₅品位为(0.5-1.5)%的石煤与粒度为-0.147mm+0.037mm含Mn品位为(7-20)%的低品位软锰矿，按照质量比并控制气体流量为(0.2-0.6)m³/h分别进行流态化焙烧，石煤经流态化焙烧后得到氧化焙烧产物用于步骤（2）的反应，其产生的水煤气用于低品位软锰矿的还原焙烧；

（2）将所述步骤（1）所得的石煤流态化氧化焙烧样加入硫酸继续进行低温硫酸化无添加剂焙烧；

（3）将所述步骤（2）所得的石煤硫酸化焙烧样与所述步骤（1）所得的软锰矿流态化还原焙烧样进行共同浸出提取钒锰；

（4）对含钒锰的浸出液进行异步萃取分离回收钒锰，并得到纯净的硫酸氧钒与硫酸锰溶液。

流态化焙烧过程中石煤与软锰矿质量比为(1-10):1，石煤焙烧温度为(700-1100)℃，软锰矿焙烧温度为(600-900)℃，焙烧时间为(1-4)h，石煤与低品位软锰矿流态化焙烧装置示意图见图1；